孟德爾規(guī)律教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究素質(zhì)的探討

肖守斌　盧堅格

【摘要】在孟德爾規(guī)律教學(xué)中，學(xué)習(xí)孟德爾規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，探討孟德爾在植物雜交試驗的科學(xué)研究思維和科學(xué)研究方法，培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)研究素質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】孟德爾規(guī)律教學(xué) 學(xué)生 科學(xué)研究素質(zhì)

孟德爾(G.Mendel，1822～1844)，奧地利人，于1866年發(fā)表“Experiment in plant hybridization”(植物雜交的試驗)一文，總結(jié)了遺傳的兩個基本規(guī)律——分離和自由組合規(guī)律，合稱孟德爾規(guī)律。但直到1900年，才由三位學(xué)者重新發(fā)現(xiàn)他寫的論文和遺傳規(guī)律，從而推動了遺傳學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展。1900年為遺傳學(xué)誕生的第一年，人們稱他是“遺傳學(xué)之父”。孟德爾之所以取得如此重大的科學(xué)成就，在很大程度上和他獨特的科學(xué)研究方法密切相關(guān)。孟德爾規(guī)律是《遺傳學(xué)》課程重要的一章。孟德爾在探索生物遺傳奧秘的過程中所表現(xiàn)出來的崇高的科學(xué)研究素質(zhì)，是學(xué)生學(xué)習(xí)的榜樣。在孟德爾規(guī)律教學(xué)中，不僅要讓學(xué)生理解、掌握和應(yīng)用規(guī)律，更重要的是要有效地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究素質(zhì)。通過介紹孟德爾在雜交試驗過程中如何進(jìn)行科學(xué)思維以發(fā)現(xiàn)規(guī)律的方法，以及孟德爾在科學(xué)研究過程中所表現(xiàn)出來的科學(xué)研究精神和科學(xué)研究素質(zhì)，培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)研究素質(zhì)，對學(xué)生成長和發(fā)展至關(guān)重要。

一、學(xué)習(xí)孟德爾善于繼承和總結(jié)前人研究的成果和經(jīng)驗，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究意識

在孟德爾規(guī)律教學(xué)中，結(jié)合遺傳學(xué)史的教學(xué)可以提高教學(xué)的趣味性，激勵學(xué)生科學(xué)研究的興趣，促進(jìn)學(xué)生形成熱愛科學(xué)研究的情感，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究意識。孟德爾博采眾長，善于總結(jié)和繼承前人研究的成果和經(jīng)驗，選定豌豆為雜交實驗材料，為孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律奠定了基礎(chǔ)。在孟德爾規(guī)律教學(xué)中，要大力宣揚科學(xué)家們熱愛科學(xué)、執(zhí)著追求真理的情感，讓學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)研究并不是高深莫測，許多的雜交試驗在學(xué)校、農(nóng)村都可以進(jìn)行。教育學(xué)生借鑒前人研究的成果和經(jīng)驗，可以從簡單的、小的課題研究入手，參加科學(xué)研究實踐，養(yǎng)成科學(xué)研究習(xí)慣。

二、學(xué)習(xí)孟德爾敢于突破傳統(tǒng)觀念的束縛，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的勇于批判精神

通過對孟德爾經(jīng)歷的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生敢于突破傳統(tǒng)觀念和勇于批判的科學(xué)研究精神。1843年，孟德爾進(jìn)入奧地利布隆的修道院做修道士，1847年被授予牧師職位，1851年到維也納大學(xué)學(xué)習(xí)自然科學(xué)，1853年回到布隆講授自然科學(xué)，并開始動、植物雜交試驗研究。孟德爾雖是修道院的一名神父，但在自然科學(xué)研究上則是個堅定的唯物主義者。他沒有被神學(xué)所迷惑和束縛，進(jìn)行了連續(xù)8年之久的豌豆雜交試驗，始終堅持實事求是的科學(xué)研究態(tài)度，具有堅韌不拔的科學(xué)研究精神。

在遺傳問題上，當(dāng)時生物學(xué)界普遍認(rèn)同“融合論”。認(rèn)為兩種不同的性狀在雜交后融合到一起，不再分開，形成一種中間狀態(tài)。孟德爾在觀察豌豆植株各對相對性狀的遺傳時，沒有看到任何中間類型。他還敏銳地觀察到隱性性狀在F1不表現(xiàn)， 但在F2中會再次出現(xiàn)。這表明控制隱性性狀的因子既未消失，也未發(fā)生變化，只是暫時隱藏不顯。當(dāng)時的化學(xué)以道爾頓的原子論為基礎(chǔ)，原子論借原子的聚合離散說明物質(zhì)的性質(zhì)和化學(xué)過程。孟德爾通過豐富的想象和敏銳的觀察，運用類比思維方法，將原子置換成遺傳因子來看待生物，既然性狀沒有融合，決定性狀的遺傳因子在細(xì)胞內(nèi)也是獨立存在的，從而形成了顆粒式遺傳模式。在孟德爾規(guī)律教學(xué)中，教育學(xué)生要敢于懷疑現(xiàn)有的觀點，敢于冒險，敢于克服困難，敢于接受失敗的考驗，敢于抵制世俗的偏見和環(huán)境的壓力，堅韌不拔地追求真理。

三、學(xué)習(xí)孟德爾善于先將問題化繁為簡，再化簡為繁，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索能力

結(jié)合孟德爾分析問題方法的教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索能力。遺傳學(xué)是一門推理性而不是描述性的學(xué)科。為認(rèn)識遺傳實質(zhì)，孟德爾先將問題簡化，化繁為簡，用單因子分析法分析一對相對性狀。再化簡為繁，用雙因子或多因子分析法分析多對相對性狀。正是采用這一原則，最終揭示了孟德爾規(guī)律。

在孟德爾規(guī)律教學(xué)中，讓學(xué)生學(xué)會在紛繁復(fù)雜的問題面前先化繁為簡，在解決一個基礎(chǔ)的問題后，再繼續(xù)深入研究這個基礎(chǔ)問題的擴展和延伸問題，培養(yǎng)和提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

四、學(xué)習(xí)孟德爾創(chuàng)造性運用數(shù)學(xué)統(tǒng)計法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的創(chuàng)新精神

在孟德爾規(guī)律教學(xué)中，學(xué)習(xí)孟德爾“實驗—統(tǒng)計”的科學(xué)研究方法，讓學(xué)生體會到科學(xué)研究是一種創(chuàng)造性的認(rèn)識活動，創(chuàng)新是一切科學(xué)研究的本質(zhì)特征，是科學(xué)進(jìn)步的內(nèi)在動力，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的創(chuàng)新精神。孟德爾在科學(xué)研究方法上的創(chuàng)新是用數(shù)學(xué)方法探索問題，他相信數(shù)學(xué)方法可以應(yīng)用到各門自然科學(xué)之中。孟德爾深知前人雜交實驗失敗的原因，在于觀察的對象是雜交后代少數(shù)幾個個體，而不是雜交后代的群體。因此他把數(shù)學(xué)統(tǒng)計學(xué)方法引入到生物學(xué)中，詳細(xì)記載試驗每一代的類型及其數(shù)目，運用生物統(tǒng)計法對所得的實驗數(shù)據(jù)加以歸納和分析。孟德爾開創(chuàng)性地運用數(shù)理統(tǒng)計方法來研究生物的遺傳問題，從而把遺傳學(xué)研究從單純的描述推進(jìn)到定量的計算分析，開拓了遺傳學(xué)研究的新途徑，是遺傳學(xué)研究方法的重大創(chuàng)新。

五、學(xué)習(xí)孟德爾“現(xiàn)象—假說—驗證—規(guī)律”的研究思維，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的科學(xué)實踐觀

孟德爾通過豌豆雜交試驗，總結(jié)出一對到多對相對性狀的遺傳現(xiàn)象。為了透過現(xiàn)象看本質(zhì)，孟德爾運用演繹法，為解釋植物雜交試驗現(xiàn)象提出了一系列假說，這一系列假說很好地解釋實驗結(jié)果，但孟德爾并不滿足。他還首創(chuàng)了測交法，即把待測的F1雜合體與隱性親本雜交。并進(jìn)行了推理。測交實驗的實際結(jié)果與孟德爾預(yù)期一致，測交實驗的成功進(jìn)一步證實了假說的正確性。

這種“現(xiàn)象—假說—驗證—規(guī)律”的創(chuàng)造性思維，是孟德爾成功的關(guān)鍵。在孟德爾規(guī)律教學(xué)中，學(xué)習(xí)孟德爾運用正確的理論思維和一整套科學(xué)的實驗方法，又善于提出科學(xué)假說，通過測交驗證發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的科學(xué)實踐觀。孟德爾的這一系列假說現(xiàn)在已被證明是完全正確的，遺傳因子就是現(xiàn)在所說的基因，基因的分離和自由組合規(guī)律的生物學(xué)基礎(chǔ)，是減數(shù)分裂過程中同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合。

孟德爾的成功除了他非凡的研究天賦外，還與他采取了正確的方法分不開，他建立了經(jīng)得起考驗的科學(xué)研究方法，至今仍在遺傳學(xué)分析中使用。在孟德爾規(guī)律教學(xué)中，通過對孟德爾的科學(xué)研究方法的學(xué)習(xí)，合理引導(dǎo)與激發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣，逐步學(xué)會如何觀察問題、分析問題和解決問題，在學(xué)生深入理解基本理論和專業(yè)知識的同時，全方位、多角度地培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)研究素質(zhì)，以適應(yīng)21世紀(jì)迅速發(fā)展的生命科學(xué)的需要。

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